大学物理A(一)课件第七章稳恒磁场习题及答案

北京石油化工学院物理教研室第七章稳恒磁场1第七章练习题1、在磁感强度为B的均匀磁场中作一半径为r的半球面S，S边线所在平面的法线方向单位矢量n与B的夹角为，则通过半球面S的磁通量(取弯面向外为正)为(A)r2B．.(B)2r2B．(C)-r2Bsin．(D)-r2Bcos．2、如图所示，电流I由长直导线1经a点流入由电阻均匀的导线构成的正方形线框，由b点流出，经长直导线2返回电源(导线1、2的延长线均通过O点)．设载流导线1、2和正方形线框中的电流在框中心O点产生的磁感强度分别用1B、2B、3B表示，则O点的磁感强度大小(A)B=0，因为B1=B2=B3=0．(B)B=0，因为虽然B1≠0、B2≠0、B3≠0，但0321BBB．(C)B≠0，因为虽然021BB，但B3≠0．(D)B≠0，因为虽然B3=0，但021BB．3、通有电流I的无限长直导线有如图三种形状，则P，Q，O各点磁感强度的大小BP，BQ，BO间的关系为：(A)BPBQBO.(B)BQBPBO．(C)BQBOBP．(D)BOBQBP．4、磁场由沿空心长圆筒形导体的均匀分布的电流产生，圆筒半径为R，x坐标轴垂直圆筒轴线，原点在中心轴线上．图(A)～(E)哪一条曲线表示B－x的关系？［］5、如图，两根直导线ab和cd沿半径方向被接到一个截面处处相等的铁环上，稳恒电流I从a端流入而从d端流出，则磁感强度B沿图中闭合路径L的积分LlBd(A)I0．(B)I031．(C)4/0I．(D)3/20I．nBSIIab12OaIIIaaaa2aIPQOIaOBxOR(A)BxOR(B)BxOR(D)BxOR(C)BxOR(E)x电流圆筒IIabcdL120°北京石油化工学院物理教研室第七章稳恒磁场26、如图，在一固定的载流大平板附近有一载流小线框能自由转动或平动．线框平面与大平板垂直．大平板的电流与线框中电流方向如图所示，则通电线框的运动情况对着从大平板看是：(A)靠近大平板．(B)顺时针转动．(C)逆时针转动．(D)离开大平板向外运动．7、在一根通有电流I的长直导线旁，与之共面地放着一个长、宽各为a和b的矩形线框，线框的长边与载流长直导线平行，且二者相距为b，如图所示．在此情形中，线框内的磁通量=______________．8、如图所示，在真空中有一半圆形闭合线圈，半径为a，流过稳恒电流I，则圆心O处的电流元lId所受的安培力Fd的大小为____，方向________．9、有一根质量为m，长为l的直导线，放在磁感强度为B的均匀磁场中B的方向在水平面内，导线中电流方向如图所示，当导线所受磁力与重力平衡时，导线中电流I=___________________．10、图示为三种不同的磁介质的B~H关系曲线，其中虚线表示的是B=0H的关系．说明a、b、c各代表哪一类磁介质的B~H关系曲线：a代表____________________的B~H关系曲线．b代表____________________的B~H关系曲线．c代表____________________的B~H关系曲线．11、AA＇和CC＇为两个正交地放置的圆形线圈，其圆心相重合．AA＇线圈半径为20.0cm，共10匝，通有电流10.0A；而CC＇线圈的半径为10.0cm，共20匝，通有电流5.0A．求两线圈公共中心O点的磁感强度的大小和方向．(0=4×10-7N·A-2)12、如图所示，一无限长载流平板宽度为a，线电流密度(即沿x方向单位长度上的电流)为，求与平板共面且距平板一边为b的任意点P的磁感强度．I1I2bbaIOIalIdIB0HBabcObxaP北京石油化工学院物理教研室第七章稳恒磁场313、螺绕环中心周长l=10cm，环上均匀密绕线圈N=200匝，线圈中通有电流I=0.1A．管内充满相对磁导率r=4200的磁介质．求管内磁场强度和磁感强度的大小．14、一根同轴线由半径为R1的长导线和套在它外面的内半径为R2、外半径为R3的同轴导体圆筒组成．中间充满磁导率为的各向同性均匀非铁磁绝缘材料，如图．传导电流I沿导线向上流去，由圆筒向下流回，在它们的截面上电流都是均匀分布的．求同轴线内外的磁感强度大小B的分布．答案：一选择题1、D2、A3、D4、B5、D6、B7、2ln20Ia8、alI4/d20垂直电流元背向半圆弧(即向左)9、)/(lBmg10、铁磁质、顺磁质、抗磁质11、解：AA＇线圈在O点所产生的磁感强度002502AAAArINB(方向垂直AA＇平面)CC＇线圈在O点所产生的磁感强度005002CCCCrINB(方向垂直CC＇平面)O点的合磁感强度42/1221002.7)(CABBBTB的方向在和AA＇、CC＇都垂直的平面内，和CC＇平面的夹角4.63tg1ACBBIIR1R2R3CC＇A＇OBABCBA北京石油化工学院物理教研室第七章稳恒磁场412、解：利用无限长载流直导线的公式求解．(1)取离P点为x宽度为dx的无限长载流细条，它的电流xidd(2)这载流长条在P点产生的磁感应强度xiB2dd0xx2d0方向垂直纸面向里．(3)所有载流长条在P点产生的磁感强度的方向都相同，所以载流平板在P点产生的磁感强度BBdbabxdxx20bbaxln20方向垂直纸面向里．13、解：lNInIH/200A/mHHBr01.06T14、解：由安培环路定理：iIlHd0rR1区域：212/2RIrrH212RIrH，2102RIrBR1rR2区域：IrH2rIH2，rIB2R2rR3区域：)()(22223222RRRrIIrH)1(22223222RRRrrIH)1(2222322200RRRrrIHBrR3区域：H=0，B=0xdxPOx